不同生物池濾料掛膜水處理效果初探

張 濤，羅海忠，吳洪喜，柳敏海，彭志蘭，油九菊，周朝生*

（1.浙江海洋學(xué)院 水產(chǎn)學(xué)院，浙江舟山 316000；2.舟山市水產(chǎn)研究所，浙江 舟山 316000；3.浙江省海洋水產(chǎn)養(yǎng)殖研究所，浙江 溫州 325000）

不同生物池濾料掛膜水處理效果初探

張 濤1，羅海忠2，吳洪喜3，柳敏海2，彭志蘭2，油九菊2，周朝生3*

（1.浙江海洋學(xué)院 水產(chǎn)學(xué)院，浙江舟山 316000；2.舟山市水產(chǎn)研究所，浙江 舟山 316000；3.浙江省海洋水產(chǎn)養(yǎng)殖研究所，浙江 溫州 325000）

在人工配制模擬養(yǎng)殖污水情況下，選擇陶瓷環(huán)、生化球、生化環(huán)、毛刷、藤棉作為生物池濾料，研究其對，，COD的去除效果。結(jié)果表明，試驗所選用的5種掛膜材料對模擬養(yǎng)殖污水都有一定程度的降解凈化作用，能明顯改善水質(zhì)?？傮w來看，陶瓷環(huán)對模擬養(yǎng)殖污水中，，COD的降解效果較好，且掛膜時間最短，是最理想的掛膜材料；生化環(huán)效果次之，也具有一定的推廣應(yīng)用價值。

模擬養(yǎng)殖污水；掛膜材料；微生物；處理效果

隨著養(yǎng)殖業(yè)的快速發(fā)展，養(yǎng)殖密度增加，養(yǎng)殖業(yè)自身污染日趨嚴(yán)重，加之水產(chǎn)品疾病頻發(fā)，導(dǎo)致養(yǎng)殖用水量日益增長，迫使人們加快對水處理技術(shù)的研究［1］。生物掛膜是指生物池凈化構(gòu)筑物中填充數(shù)量較多的掛膜介質(zhì)，當(dāng)有機物廢水均勻地淋灑在介質(zhì)表層時，會沿介質(zhì)表面向下滲流，在充分供氧的條件下，原存在于廢水中的具有自凈作用的微生物就在介質(zhì)表面增殖［2］，其工作原理主要是模仿自然狀態(tài)下污水的自凈能力。亞硝化細(xì)菌和硝化細(xì)菌廣泛存在于養(yǎng)殖水體中，資料顯示，亞硝酸細(xì)菌在自然狀態(tài)下能達(dá)到的最大濃度為2.50×106L-1，硝化細(xì)菌為2.00×106L-1［3］，可是這樣的濃度級對處理高密度漁業(yè)養(yǎng)殖生產(chǎn)的廢水來說遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，需要在人為因素的介入下［4］，縮短相關(guān)微生物的循環(huán)周期，培養(yǎng)優(yōu)勢菌種，提升微生物處理養(yǎng)殖污水的能力［5］。因此，養(yǎng)殖污水處理技術(shù)中生物掛膜材料的選擇便成為研究的重點。

關(guān)于生物池掛膜材料的研究，從20世紀(jì)60年代興起至今已發(fā)展了50多年。最早的掛膜材料主要應(yīng)用在污水處理廠，用以處理工業(yè)廢水和生活污水［6］。生物池掛膜材料上的微生物主要用于處理養(yǎng)殖廢水中的可溶性營養(yǎng)鹽［7］，如，， COD等。氨態(tài)氮的毒性很高，它能通過魚的鰓部和皮膚很快進(jìn)入血液，影響魚類生長；亞硝酸鹽氮能迅速滲透到魚體，使魚血液失去攜氧功能［8］，嚴(yán)重時危及生命；COD是評價養(yǎng)殖水體污染的主要因子，一旦COD含量超標(biāo)，養(yǎng)殖水體將逐漸惡化［9］，影響?zhàn)B殖效益［10］。因此對養(yǎng)殖污水中上述3類成分的處理在養(yǎng)殖廢水處理中就顯得尤為重要。生物掛膜材料有很多種，如珊瑚石、生化球、藤棉、陶瓷環(huán)、毛刷、纖維和生化環(huán)等，但各種掛膜材料處理污水的能力各不相同。一般來說，評價某種掛膜材料的優(yōu)劣主要從掛膜成功所需要的時間、掛膜材料與微生物融合的程度、掛膜成功后處理養(yǎng)殖污水的穩(wěn)定性等方面考慮［11］?；谏a(chǎn)實踐的需要，為了進(jìn)一步摸清各種生物掛膜材料性能的差異，特開展本研究，以期為循環(huán)水養(yǎng)殖技術(shù)提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 材料

選擇的掛膜材料主要有毛刷、生化環(huán)、生化球、陶瓷環(huán)和藤棉 （圖1）；各材料參數(shù)詳見表1。

污水為人工配制養(yǎng)殖廢水，由氯化氨、亞硝酸鈉、鄰苯二甲酸氫鉀配制而成，，，COD濃度分別為2.5，5.0和10 mg·L-1。

試驗盛水的容器為15個200 L的玻璃缸，各配備15個供水流量達(dá)1 000 L·h-1的水泵，15根15 mm PVC管。

圖1 試驗用的掛膜材料

表1 供試生物濾料的參數(shù)

1.2 處理設(shè)計

每個玻璃缸加入人工配制模擬污水100 L，在玻璃缸內(nèi)底部放置32 L的生物掛膜材料，進(jìn)行直接掛膜試驗。在每個玻璃缸中裝配一個流量為1 000 L·h-1的水泵，水泵上裝有15 mm的水管，讓整個玻璃缸中的模擬污水處于循環(huán)狀態(tài)。每種掛膜材料設(shè)3個平行。

試驗期間，保持溫度28～32℃，DO在6～8 mg·L-1，鹽度28～32.3 mg·L-1，pH值7.8～8.5。處理后1，3，6，9，12，15，18，21，24 d分別測定每個玻璃缸中，，COD濃度，分析其變化情況。

1.3 測定項目

1.4 數(shù)據(jù)分析

試驗所得數(shù)據(jù)采用SPSS 11.0和M icrosoft Excel 2003處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 對NH+4的去除效果

圖2 各處理不同時間NH+4濃度的變化

2.2 對NO-2的去除效果

2.3 對COD的去除效果

試驗14 d后，各種材料對COD的去除效果在10%～30%。之后試驗再進(jìn)行1周，各種材料對COD的處理效果增加至38%～62%，隨后COD含量無顯著變化。由圖4可知，5種濾料降解 COD的能力均隨著時間的延長而遞減。藤棉和生化環(huán)對COD的去除效果達(dá)到62%，毛刷對COD的降解效果為53%，生化球?qū)OD的處理效果為50%，為陶瓷環(huán)COD的去除效果僅為38%。

圖3 各處理不同時間NO-2濃度的變化

圖4 各處理不同時間COD濃度的變化

2.4 掛膜時間

3 小結(jié)與討論

本研究表明，試驗所選用的5種掛膜材料對模擬養(yǎng)殖污水都有一定程度的降解凈化作用，能明顯改善水質(zhì)。但不同的掛膜材料對水質(zhì)的凈化效果不同?？傮w來看，陶瓷環(huán)對模擬養(yǎng)殖污水中，，COD的降解效果均較好，且掛膜時間最短，是最理想的掛膜材料，生化環(huán)效果次之。

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（責(zé)任編輯：高 峻）

S 959

B

0528-9017（2015）04-0445-03

10.16178/j.issn.0528-9017.20150401

2014-12-14

浙江省科學(xué)技術(shù)廳重大科技專項重點農(nóng)業(yè)項目 ［2013C02029］

張 濤（1986-），男，研究生。E-mail：hanshuiyixiang@163.com。

周朝生（1972-），男，博士，高級工程師。E-mail：zcscll@126.com。

文獻(xiàn)著錄格式：張濤，羅海忠，吳洪喜，等.不同生物池濾料掛膜水處理效果初探 ［J］.浙江農(nóng)業(yè)科學(xué)，2015，56（4）：445-447.